Click here to load reader

EGENKONVEKTION I FÅREULD OG 20og%20...PDF fileINSTITUT FOR BYGNINGER OG ENERGI DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET ISSN 1396-402x SAGSRAPPORT IBE 1999 EGENKONVEKTION I FÅREULD OG PAPIRISOLERING

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of EGENKONVEKTION I FÅREULD OG 20og%20...PDF fileINSTITUT FOR BYGNINGER OG ENERGI DANMARKS...

  • INSTITUT FOR BYGNINGER OG ENERGI

    DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

    ISSN 1396-402x

    SAGSRAPPORT

    IBE

    1999

    EGENKONVEKTION I FREULDOG PAPIRISOLERING

    Del af Varme- og fugttekniske undersgelseraf alternative isoleringsmaterialer

    SR-0005

    FINN KRISTIANSENCARSTEN RODE

  • 1

    EGENKONVEKTION I FREULD OG PAPIRISOLERING

    Forord

    Den foreliggende rapport er en del af rapporteringen for projektet Varme- og fugttekniskeundersgelser af alternative isoleringsmaterialer finansieret af Energistyrelsen(J.nr.75664/98-0034). Projektet er udfrt i et samarbejde mellem Institut for Bygninger ogEnergi (IBE) og Institut for Brende Konstruktioner og Materialer (BKM), DTU. De vrigerapporter omhandler

    Hovedrapport (BKM & IBE) Produktionsprocesser og hygrotermiske egenskaber for isoleringsmaterialer -

    leverandr/producentoplysninger (BKM) Sorptionsisotermer (BKM) Vanddamppermeabilitet (BKM) Kapillarsugning (BKM) Fugtbuffervirkning (BKM) Varmeledningsevne ved forskellige fugtforhold (IBE) Beregnede fugtforhold i konstruktioner (IBE)

    Den foreliggende rapport omhandler mlinger af egenkonvektion i freuld og papirisolering.

    Lyngby, december 1999Finn Kristiansen

  • 2

    Sammenfatning

    Egenkonvektionen for to typer alternative isoleringsmaterialer er mlt i Institut for Bygningerog Energis konvektionsapparat. Der er mlt p en type freuld (Herawool) med stttefibre frafirmaet Heraklith og en type papirisolering (Ekofiber Vind) fra Ekofiber. Den samlede prve-tykkelse af freulden har vret 0,36 m og 0,40 m for papirisoleringen. Densiteten af freuldenved mlingerne har vret 28 kg/m3 og for papirisoleringen 65 kg/m3 . Temperaturen p denvarme side af prveemnet har vret 30C og p den kolde side ca. 10C, alts en tempera-turdifferens over prveemnet p ca. 40 K.

    Mlingerne p de to alternative isoleringsmaterialer er sammenholdt med tidligere mlinger pet traditionelt isoleringsmateriale (Rockwool).

    Der er foretaget beregninger af konvektionsforholdene i de to materialer vha. et computer-program CHConP. Mlingerne er sammenholdt med disse beregninger.

  • 3

    Indholdsfortegnelse

    side

    Forord ................................................................................................................................ 1

    Sammenfatning ...................................................................................................................... 2

    Indholdsfortegnelse................................................................................................................ 3

    1. Forml ............................................................................................................................ 4

    2. Fremgangsmde........................................................................................................ 42.1 Forsgsopstilling...................................................................................................... 42.2 Konstruktion af konvektionsapparat ......................................................................... 42.3 Mleplader og varm side i apparatet.......................................................................... 72.4 Apparatets kolde side ............................................................................................... 92.5 Guard-sektionerne i apparatet ................................................................................... 92.6 Forsgsbeskrivelse.................................................................................................... 92.7 Teori ......................................................................................................................102.8 Computerberegninger ............................................................................................. 11

    3. Materialer...............................................................................................................11

    4. Mleresultater ........................................................................................................ 114.1 Freuld................................................................................................................... 124.2 Diskussion.............................................................................................................. 164.3 Papirisolering ......................................................................................................... 174.4 Sammenfatning....................................................................................................... 22

    5. Konklusion............................................................................................................. 23

    6. Litteratur....................................................................................................................... 24

    Appendix A ......................................................................................................................... 25

    Appendix B.......................................................................................................................... 27

  • 4

    EGENKONVEKTION I FREULD OG PAPIRISOLERING

    1. Forml

    Kravet til en lavere U-vrdi for boliger er steget igennem de sidste ca. 20 r. Da de forskelligeisoleringsmaterialer stort set har samme varmeledningsevne, m isoleringstykkelsen og dermedkonstruktionen blive strre for at kunne opfylde kravene til U-vrdien. Ved strre tykkelserbliver den naturlige konvektion i isoleringsmaterialer med en ben luftporestruktur en strrefaktor som vil forge varmeledningsevnen og dermed energiforbruget.

    Formlet med de nrvrende mlinger er at fastlgge betydningen af naturlig konvektion iforholdsvis tykke isoleringskonstruktioner som f.eks. ydervgge, hvor de to alternativeisoleringsmaterialer freuld og papirisolering vil blive anvendt. Det er nsket at bestemme ihvilket omfang konvektionen indvirker p den samlede varmetransmission (ledning, konvektionog strling) gennem konstruktioner med tyk isolering.

    .Af de alternative isoleringsmaterialer freuld, hr, papirisolering og perlite der undersges iprojektet Varme- og fugttekniske undersgelser af alternative isoleringsmaterialer, er detvalgt at undersge konvektion i freuld og papirisolering af flgende grunde: I projektet skulleegenkonvektion undersges for to forskellige isoleringsmaterialer. Freulden er mere pors endhr, da densiteten af freulden er mindre. Ved at mle p freuld, s fs konvek-tionsbidragetsamt en formodet vre grnse for bidraget for hr. Papirisoleringen er valgt fordi den er detmest anvendte alternative isoleringsmateriale p markedet p.t., og det har en helt andenstruktur end freuld og hr samt en hjere densitet.

    2. Fremgangsmde

    2.1 Forsgsopstilling

    Bestemmelse af konvektion i isoleringsmaterialer foretages vha. et nyudviklet konvektions-apparat (Dyrbl, 1998), se figur 1, 2 og 3. Apparatet mler varmestrmmen i forskelligesektioner i en vg med isoleringsmaterialet, nr apparatet befinder sig i forskellige positionerog under forskellige temperaturforhold. Apparatets konstruktion flger princippet for etguarded hot plate apparat til mling af varmeledningsevne (ISO8302, 1991) dvs. med envarmeplade placeret p den ene side af prveemnet. De flgende afsnit beskriver konvektions-apparatets konstruktion.

    2.2 Konstruktion af konvektionsapparat

    Konvektionsapparatet har et totalt mleareal p 1,00x3,00 m2, og isoleringstykkelsen kan gop til 0,50 m (i nrvrende forsg er anvendt tykkelsen 0,36 m for freuld og 0,40 m forpapirisolering). Varmepladen er delt op i 12 enkelte sektioner, som vist i figur 1b, der gr detmuligt at mle varmestrmmen igennem enkelte omrder af prveemnet. Arealet af hvermlesektion er 1,0 x 0,25 m2. For at opn en ndimensional varmestrm gennem prveemnet er

  • 5

    konvektionsapparatet monteret med et system af guardplader omkring varmepladerne. Figur 1viser geometrien og guard-arrangementet i apparatet.

    (KIWT 2TKPEKRUMKVUG CH MQPXGMVKQPUCRRCTCVGV C XKUGT RNCEGTKPIGP CH DWPF QI UKFG

    IWCTFU QI D XKUGT RNCEGTKPIGP CH FG VQNX ONGUGMVKQPGT QI IWCTFTKPIGP FGT

    QOTKPIGT ONGCTGCNGV

  • 6

    Arealet over guard-ringen er dkket af et lufttt isoleringsmateriale (ekspanderet trykfastpolystyren), sledes at mlingerne ikke forstyrres af luftbevgelser uden for mlesektionerne.Tykkelsen af guard-isoleringen varieres med tykkelsen af prveemnet. En lufttt plade afkrydsfinr hviler p guard-isoleringen og udgr lget til kassen, se figur 2. Apparatet erkonstrueret til at mle prveemner med en tykkelse fra 100 til 500 mm. Nr apparatet mlervarmestrmmen, har det en maksimumkapacitet p 51,2 W/m2, dvs. 12,8 W/0,25 m2.

    Figur 2. Lodret tvrsnit A A i konvektionsapparat. Placeringen af tvrsnittet er vist ifigur 1. Ml i mm.

    Apparatet er placeret i et koldt klimakammer der har mlene 5,90 x 3,10 x 3,50 m3 (lngde xbredde x hjde), med temperaturer ned til 10C, der udgr den kolde side af apparatet.Apparatet er ophngt p en mde, hvor det er muligt at placere det i det kolde kammer i enlodret position, eller vandret med varmepladen foroven eller forneden, se figur 3. Det erhermed muligt at efterligne forholdene enten p et loft eller i en vg.

  • 7

    (KIWT -QPXGMVKQPUCRRCTCV RNCEGTGV K FGP MQNFG MCUUG 1RJPIPKPIGP CH CRRCTCVGV IT

    FGV OWNKIV CV TQVGTG FGV QI HQTGVCIG ONKPIGT K HQTUMGNNKIG RQUKVKQPGT

    2.3 Mleplader og varm side i apparatet

    De enkelte mlesektioner bestr af en glasplade med en elektrisk ledende belgning p den eneside. Belgningen vender ned mod guardisoleringen, sledes at belgningen ikke beska-diges,nr f.eks. isoleringsmaterialerne ilgges. Mlepladerne styres individuelt og sges holdt psamme konstante temperatur.

  • 8

    (KIWT 2NCP QXGT FGP XCTOG UKFG K MQPXGMVKQPUCRRCTCVGV FGT XKUGT QRUVKNNKPIGP

Search related